Hiểu được sự dẫn nhiệt là thiết yếu trong nhiều ứng dụng kỹ thuật và khoa học. bài báo này cung cấp những ví dụ từng bước một để tính toán cả hai trạng thái ổn định và dẫn nhiệt tạm thời, giúp làm rõ các quá trình liên quan.

Điều khiển nhiệt độ đều đặn

Phương trình chính được sử dụng là định luật Fourier, liên quan đến luồng nhiệt đến nhiệt độ chuyển đổi.

Ví dụ, hãy xem xét một thanh kim loại dài 2 mét, với một đầu ở 100°C và một đầu ở 25°C. Để tìm tốc độ chuyển nhiệt, hãy dùng công thức:

Q = -kA (dT/dx) )

Ở đâu:

  • Q = tốc độ truyền nhiệt
  • k = dẫn nhiệt
  • a = cross-contal side
  • dT/dx = nhiệt độ chuyển đổi

Giả sử một độ dẫn nhiệt 50 W/m·K và một khu vực 0.01 m2, tốc độ chuyển nhiệt có thể tính là:

Q = (50)(0.01)(75) = 37.5 W )

Điều khiển nhiệt giao tiếp

Phương trình điều khiển nhiệt, cân nhắc các biến không gian và thời gian,

Đối với một trường hợp đơn giản, chẳng hạn như một miếng mỏng được đun nóng ở một bên, nhiệt độ ở một thời điểm và thời gian cụ thể có thể được tìm thấy bằng cách dùng giải pháp phân tích hoặc phương pháp số học như sự khác biệt hữu hạn.

Chẳng hạn, nhiệt độ ở giữa một phiến đá sau một thời gian có thể ước tính bằng cách dùng công thức sau:

T [x, t] = T) ) + (T [FLT:] - T [FLT:] [FLT: 6) ] [FL:6]] [FL: 6) [FL:]]]] [FL: 7) [FL: 7)]]] [FL: 7]]] [FL:]]

Ở đâu:

  • [FLT: 0] hàm lỗi
  • = độ phân tách nhiệt
  • x = vị trí trong tài liệu
  • t = thời gian trôi qua

Dùng các giá trị được biết đến, công thức này giúp ước tính nhiệt độ thấm nhanh đến mức nào qua thời gian.